自主移動農業(yè)機器人導航系統(tǒng)的故障診斷技術研究.pdf

1、南京農業(yè)大學自主研發(fā)的水果采摘機器人簡稱自主移動農業(yè)機器人。自主移動農業(yè)機器人的主要任務是實現水果采摘的自動化，比如說應用自主移動農業(yè)機器人進行橘子采摘不僅可以減少農業(yè)人員耕作的辛苦，而且可以大大提高勞動生產率，是當今農業(yè)現代化的研究熱點之一。作為一個復雜的機器人系統(tǒng)，自主移動農業(yè)機器人系統(tǒng)融合了機器人學、機電一體化技術、通訊與計算機技術、機器人視覺與傳感器融合技術及故障檢測技術等多種高新技術。
　　 故障診斷技術能對設備故障的

2、發(fā)生做出早期預報，從而有效地避免或減少事故的發(fā)生，故障診斷技術是實現自主移動農業(yè)機器人自主完成水果采摘的重要保障。本論文以自主移動農業(yè)機器人導航系統(tǒng)的故障檢測為研究重點。
　　 論文首先介紹了自主移動農業(yè)機器人定位導航系統(tǒng)的組成和工作原理。在對多種故障診斷技術方法進行分析比較的基礎上，針對自主移動農業(yè)機器人導航系統(tǒng)的特點，提出了基于時間序列理論的故障診斷算法。該算法就是把一些數字信號經過預處理后作為時間序列，那些被預處理的數字信

3、號能夠表征導航系統(tǒng)的工作狀況，然后對時間序列建立自回歸(AR)模型，把設備工作的動態(tài)信息凝聚于參數模型之中。建模的過程就是特征提取的過程，通常把殘差方差及模型系數作為代表導航系統(tǒng)工作狀況的特征模式向量進行模式識別。就是由參考時序建立一個AR模型，由待檢時序建立一個AR模型，然后計算其殘差方差，最后，根據K-L(Kullback-Leibler)信息測度函數進行故障診斷。該算法的設計思想是：利用K-L信息測度函數檢驗參考殘差序列{ωt}R